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  • 沼泽鳄鱼 矩阵乘法

    题意/Description

            潘塔纳尔沼泽地号称世界上最大的一块湿地,它地位于巴西中部马托格罗索州的南部地区。每当雨季来临,这里碧波荡漾、生机盎然,引来不少游客。
            为了让游玩更有情趣,人们在池塘的中央建设了几座石墩和石桥,每座石桥连接着两座石墩,且每两座石墩之间至多只有一座石桥。这个景点造好之后一直没敢对外开放,原因是池塘里有不少危险的食人鱼。
            豆豆先生酷爱冒险,他一听说这个消息,立马赶到了池塘,想做第一个在桥上旅游的人。虽说豆豆爱冒险,但也不敢拿自己的性命开玩笑,于是他开始了仔细的实地勘察,并得到了一些惊人的结论:食人鱼的行进路线有周期性,这个周期只可能是2,3或者4个单位时间。每个单位时间里,食人鱼可以从一个石墩游到另一个石墩。每到一个石墩,如果上面有人它就会实施攻击,否则继续它的周期运动。如果没有到石墩,它是不会攻击人的。
            借助先进的仪器,豆豆很快就摸清了所有食人鱼的运动规律,他要开始设计自己的行动路线了。每个单位时间里,他只可以沿着石桥从一个石墩走到另一个石墩,而不可以停在某座石墩上不动,因为站着不动还会有其它危险。如果豆豆和某条食人鱼在同一时刻到达了某座石墩,就会遭到食人鱼的袭击,他当然不希望发生这样的事情。
            现在豆豆已经选好了两座石墩Start和End,他想从Start出发,经过K个单位时间后恰好站在石墩End上。假设石墩可以重复经过(包括Start和End),他想请你帮忙算算,这样的路线共有多少种(当然不能遭到食人鱼的攻击)。

     

    读入/Input

          输入文件共M + 2 + NFish行。
            第一行包含五个正整数N,M,Start,End和K,分别表示石墩数目、石桥数目、Start石墩和End石墩的编号和一条路线所需的单位时间。石墩用0到N–1的整数编号。 
            第2到M + 1行,给出石桥的相关信息。每行两个整数x和y,0 ≤ x, y ≤ N–1,表示这座石桥连接着编号为x和y的两座石墩。 
            第M + 2行是一个整数NFish,表示食人鱼的数目。 
            第M + 3到M + 2 + NFish行,每行给出一条食人鱼的相关信息。每行的第一个整数是T,T = 2,3或4,表示食人鱼的运动周期。接下来有T个数,表示一个周期内食人鱼的行进路线。
            如果T=2,接下来有2个数P0和P1,食人鱼从P0到P1,从P1到P0,……; 
            如果T=3,接下来有3个数P0,P1和P2,食人鱼从P0到P1,从P1到P2,从P2到P0,……; 
            如果T=4,接下来有4个数P0,P1,P2和P3,食人鱼从P0到P1,从P1到P2,从P2到P3,从P3到P0,……。 
            豆豆出发的
    时候所有食人鱼都在自己路线上的P0位置,请放心,这个位置不会是Start石墩。

     

    输出/Output

            输出路线的种数,因为这个数可能很大,你只要输出该数除以10000的余数

     

    题解/solution

            假设没有食人鱼,相信大家用邻接矩阵都会做的,否则就别往下看了。

            假设有一条食人鱼,t=nm。我们就建nm个矩阵,分别代表时间1到时间nm能走的路径,之后将nm个矩阵相乘,就是我们要的c矩阵了,然后大家都会的啦。

            假设有两条食人鱼,t1=3、t2=4。我们就建t1*t2个矩阵,分别代表时间1到时间t1*t2能走的路径,然后同上。为什么呢?请看例子,如下:

                  o[t1]=2 3 4        o[t2]=5 6 7 8

                  时间 :01  02  03  04  05  06  07  08  09  10  11  12  13  14  15  16  17  18 ......

                  o[t1]:2   3   4   2   3   4   2   3   4   2   3   4   2   3   4   2   3   4  ......

                  o[t2]:5   6   7   8   5   6   7   8   5   6   7   8   5   6   7   8   5   6  ......

            这个表格如果继续写下去,就会发现每12个时间都是相同的,因此建造12个矩阵,相乘得到c矩阵。

            之后也是一样。但是你会发现一个问题,惊讶但k不能被12整除时,就会剩下k mod 12个时间段。不过没事,在最后乘上一开始的12个矩阵的前k mod 12个即可。疑问为什么?因为我们是以12个时间为一个循环。综上所述,最后求出A^(t/12)取mod就OK了。忘了,请大家注意一下x,y的位置。

     

    代码/Code

     

    type
      arr=array [0..51,0..51] of longint;
    var
      n,m,q,z,k,nm:longint;
      a,c,d:arr;
      f:array [1..12] of arr;
      b:array [0..5] of longint;
    procedure mi(a,b:arr);
    var
      i,j,k:longint;
    begin
      fillchar(c,sizeof(c),0);
      for i:=1 to n do
        for j:=1 to n do
          for k:=1 to n do
            c[i,j]:=(c[i,j]+a[i,k]*b[k,j]) mod 10000;
    end;
    
    procedure main(n:longint);
    begin
      if n<1 then exit;
      main(n div 2);
      mi(c,c);
      if odd(n) then mi(c,d);
    end;
    
    procedure init1;
    var
      i,j,l,x,y,t,tk:longint;
    begin
      fillchar(a,sizeof(a),0);
      readln(n,m,q,z,k);
      for i:=1 to m do
        begin
          readln(x,y);
          a[x+1,y+1]:=1;
          a[y+1,x+1]:=1;
        end;
      readln(nm);
      for i:=1 to 12 do
        f[i]:=a;
      for i:=1 to nm do
        begin
          read(t);
          for j:=1 to t do
            read(b[j]);
          for j:=1 to 12 do
            for l:=1 to n do
              f[j,l,b[(j mod t)+1]+1]:=0;
        end;
    end;
    
    procedure init2;
    var
      i:longint;
    begin
      fillchar(c,sizeof(c),0);
      for i:=1 to n do
        c[i,i]:=1;
    end;
    
    procedure try1;
    var
      i:longint;
    begin
      init2;
      for i:=1 to 12 do
        mi(c,f[i]);
      d:=c;
      init2;
    end;
    
    procedure try2;
    var
      i:longint;
    begin
      for i:=1 to k mod 12 do
        mi(c,f[i]);
    end;
    
    begin
      init1;
      try1;
      main(k div 12);
      try2;
      write(c[q+1,z+1]);
    end.



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